Лаба 14
.pdf
Белгородский Государственный Технологический Университет им. В.Г. Шухова
Кафедра электротехники и автоматики
Преподаватель: _____________________
__________200___ года Группа ______________
Студент _____________
Рабочее место ________
2 перемычки
Лабораторная работа № 14 (М 218)
Исследование процесса зарядки конденсатора от источника постоянного напряжения при ограничении тока с помощью резистора.
Цель работы:
1.Изучение процесса изменения напряжения на конденсаторе при зарядке его от источника постоянного напряжения.
2.Закрепление навыков измерения напряжения компенсационным методом.
3.Изучение практического применения выбора параметров RC-цепи для работы реле времени на биполярных транзисторах.
Для выполнения лабораторной работы собирается схема, представленная на рисунке 14.1.
Время заряда конденсатора до срабатывания реле регулируется с помощью переключателя SA10, а также изменением величины постоянной времени τ=R1*C12 цепи зарядки конденсатора /С12=220 мкФ/ с помощью декадного магазина сопротивлений R1.
+24В |
R1 |
|
|
|
"Вкл. сек" |
2 |
3 |
4 |
|
4,7 |
|
1 |
|
|
|
5 |
|
SA10 |
|
|
|
SB6 "Сброс" |
|
SA8 |
|
|
|
SA8.1 |
|
VT3 |
|
|
|
|
KV |
R34 |
|
|
|
|
VD6 |
|
KV |
||
|
|
|
|
SA10 |
Н4 |
VT4 |
|
|
R28 |
|
|
VT5 |
|
||
|
|
|
1 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
C12 |
|
|
|
2 |
|
|
|
R29 |
|
|
3 |
|
R35 |
R36 |
|
R27 |
|
|
4 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
4,7 |
|
|
|
|
|
R30 |
|
|
5 |
|
|
|
SA8.2 |
R31 |
R32 |
R33 |
|
VT6 |
Uоп |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 14.1
Запуск реле времени осуществляется переключателем SA8.
О срабатывании реле сигнализирует лампочка H4. Время срабатывания реле фиксируется электронным секундомером, запуск которого осуществляется размыканием контактов KV электромагнитного реле KV.
Задано: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R1= |
|
|
|
С12=220 мкФ |
|
|
τ = |
R * C |
|
|||||
R2= |
|
|
|
Uon=4,5 В |
|
|
[c] = [Ом] [Ф] |
|
||||||
|
|
|
|
Uпит=24 В |
|
|
|
|
|
|
||||
R1= |
кОм τ1=R1C12= |
c |
|
|
|
Таблица 14.1 |
||||||||
Положение SA10 |
|
N |
1 |
|
2 |
|
3 |
4 |
4.7 |
|
5 |
|||
Показание |
|
|
tc |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
секундомера |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Uc=N*Uon+0.6 |
|
|
В |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
UC=Uпит(1-е-t/ τ) |
|
В |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R2= |
|
кОм |
|
τ2=R2C12= |
c |
|
|
Таблица 14.2 |
||||||
Положение SA10 |
|
N |
1 |
|
2 |
|
3 |
4 |
4.7 |
|
5 |
|||
Показание |
|
|
tc |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
секундомера |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Uc=N*Uon+0.6 |
|
|
В |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Uc=Uпит(1-е-t/ τ) |
|
В |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Cправка |
|
|
|
Uc=0.63 Uпит |
|
||
t= τ |
|
|
|
|
|
e-1=0.3679 |
|
|
|
|
||||
t=2 τ |
|
|
|
|
|
e-2=0.135 |
|
|
|
Uc=0.865 Uпит |
|
|||
t= 3τ |
|
|
|
|
|
e-3=0.04978 |
|
|
Uc=0.95 Uпит |
|
||||
t= 4τ |
|
|
|
|
|
e-4=0.0183 |
|
|
Uc=0.9827 Uпит |
|
||||
t= 5τ |
|
|
|
|
|
e-5=0.00574 |
|
|
Uc=0.993 Uпит |
|
||||
Uc=Uпит(1-e-t/τ )
Выводы:
Порядок выполнения работы № 14 (М 218).
1.Убедиться, что все выключатели стенда выключены ( находятся в нижнем положении).
2.Собрать схему рис. 14.1. Изучить работу схемы.
3.Доложить преподавателю о готовности к выполнению работы.
4. С разрешения преподавателя подать напряжение на стенд |
( нажать |
чёрную кнопку SB1). |
|
5.Переключателями R1 установить величину сопротивления R1, заданную преподавателем (R1).
6.Включить секундомер. Кнопкой SB6 "Сброс" установить его на "0".
7.Установить переключатель SA10 в положение "1".
8.Включением тумблера SA8 замкнуть цепь заряда конденсатора С12 и осуществить запуск секундомера.
9.Снять показание секундомера и записать его в таблицу 14.1.
10.Выключить SA8. Переключатель SA10 перевести в положение "2". Нажать кнопку "Сброс".
11.Сделать выдержку 3 ÷ 5с и снова включить SA8. Снять показание секундомера и записать в таблицу 14.1.
12.Провести измерения при постановке SA10 последовательно в положения "3", "4", "4,7", "5".
Показания счётчика времени заряда конденсатора записать в таблицу14.1.
13.Переключателями R1 установить второе значение R1, заданное преподавателем (R2).
14.Провести измерения, изменяя положения SA10 последовательно от"5"до"1".Показания счетчика записать в таблицу 14.2.
15.Выключить питание стенда (нажать красную кнопку SB2).
16.Доложить преподавателю о выполнении работы.
17.Разобрать схему и сдать рабочее место преподавателю.
18.По результатам измерений рассчитать напряжение на конденсаторе при значениях R1 и R2 и построить графики изменения напряжения на
конденсаторе Uс =f(t) .
19. Для полученных в опытах значений времени рассчитать напряжение на
|
|
|
− |
t |
|
|
|
|
|
|
|||
конденсаторе по формуле |
|
−е |
τ |
и построить зависимости |
||
Uc =U ПИТ 1 |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
Uc=f(t).
Сравнить результаты с экспериментальными.
20.По экспериментальным кривым заряда конденсатора С12 определить постоянные времени τ1опыт и τ2опыт и сравнить их с расчетными τ1=R1*C12 и
τ2=R2*C12.
21.Сделать выводы по работе.